8.量子力学： “上帝不掷骰子”

爱因斯坦终其一生都没有全盘接受量子力学。然而，量子理论却能解释一大批早先未能阐明的现象，解决了科学界诸多难题。

量子理论的发端

量子理论最早由马克斯·普朗克在柏林发现。他在1900年的研究中指出，如果光只能以分立的被称为量子的波包发射或者吸收，就可以解释来自一个炽热物体的辐射。

到了1905年，爱因斯坦将这一理论引入他的开创性论文中，其中一篇指出，普朗克的量子假设可以解释所谓的光电效应，并给出了光子的能量、动量与辐射的频率和波长的关系。正是因为爱因斯坦在这方面的贡献，使他获得了诺贝尔物理学奖。

光电效应

量子力学的新图像

随着量子理论研究的持续深入，量子力学有关实在的新图像被发现，即微小的粒子不再具有确定的位置和速度。这就是说，我们所理解的宏观世界，进入到微观领域，发生了颠覆性的变化。例如，我们能理解弓射出一支带有红色羽毛的箭，这支箭的轨道和运动速度是确定的。然而量子力学却说：“不，构成箭的微小粒子在量子领域下，运动轨道、最终位置和速度都是不能确定的。”

双缝实验

双缝实验是演示光子或电子等微观物体的波动性与粒子性的实验。双缝实验的结果，可以很好地说明量子力学的不确定性。

爱因斯坦对量子力学的新图像感到困惑，就像他的著名格言所表达的“上帝不掷骰子”。但这并不能阻碍量子力学的发展，新的量子定律能够解释诸多原先不能解释的现象，并与观测完美地符合。

量子理论对世界产生的深远影响，并不亚于爱因斯坦的相对论。可以说，量子理论是现代化学、分子生物学和电子学发展的基础。正是这些技术，改变了近五十年来的世界。